국방과학연구소(ADD)가 15일 개발·완료를 선언한 중거리 대공유도무기 ‘천궁’은 방공유도무기로는 단거리 대공유도무기 ‘천마’와 휴대용 대공유도무기 ‘신궁’에 이어 세 번째다. 

1998년 개념 연구를 시작으로 탐색개발을 거쳐 2006년부터 실제 운용할 무기체계를 개발하는 ‘체계개발’(Full Scale Development)에 들어가 5년 3개월 만에 개발을 마쳤다. 

ADD는 “천궁은 다기능레이더, 수직발사, 중기 관성유도에 따른 종말 호밍 유도방식 등 최신 방공유도무기의 발전 추세를 모두 적용한 최신 개념의 방공유도무기”라고 강조했다. 

박종헌(왼쪽) 공군참모총장과 백홍열 국방과학연구소장이 ‘천궁’ 유도탄이 장입된 발사관 등 천궁 시스템을 살펴보고 있다.

 
▲중거리 영역까지 국산 담당

천궁이 활약하며 지킬 작전 영역은 사거리 개념에서 볼 때 ‘중거리’에 해당된다. 보통 사거리 5㎞ 안팎은 신궁이나 미스트랄과 같은 휴대용 대공유도무기, 사거리 10㎞ 내외는 ‘천마’를 비롯한 단거리 대공유도무기의 작전 공간이다. 이후 사거리는 중·장거리 개념인데 현재까지 중거리 유도무기의 대명사는 호크(HAWK), 장거리는 나이키(NIKE)와 패트리엇이다. 천궁은 최대사거리 40㎞로 바로 호크의 자리를 대체하게 된다.

이에 따라 지근 거리에서 중거리에 이르기까지의 방공작전 영역을 30㎜ 쌍열 자주대공포 비호, 휴대용 유도무기 ‘신궁’ 및 단거리 유도무기 ‘천마’, 그리고 ‘천궁’ 등 모두 국내 기술력으로 개발한 무기체계가 주력, 핵심으로 담당하게 됐다.

▲복잡한 레이더 하나로 통합 

천궁의 다기능레이더는 종전의 포대가 탐지레이더, 추적레이더, 적아 식별레이더 그리고 명령 송·수신장치 등 다양한 장비로 운용되던 것을 단일 레이더로 통합하고 있다. 따라서 포대 장비의 구성이 단순하고 작전 배치나 운용 면에서 편이성이 매우 향상됐다. 

또 세계 최초로 안테나 회전·정지모드 복합 운용방식을 적용해 360도 전 방향의 위협에 대해 대처가 가능하며, 적의 집중 위협이 있을 때에는 특정 방향에 온 능력을 집중할 수 있어 효과적으로 대처할 수 있다. 특히 레이더는 좁고 정밀한 고출력의 레이더빔과 다양한 파형(waveform), 주파수 민첩성(Frequency Agility)을 갖고 있어 원천적으로 강한 대전자 방해능력(ECCM)을 갖는다. 

ADD 관계자는 “탑재 소프트웨어를 모두 국산화하거나 국내 개발해 향후 성능 개량에 적용이 가능하다”며 탄도탄 요격체계 개발에 중요한 비중을 차지하고 있는 다기능레이더의 주요 기술도 확보했음을 내비쳤다.

발사대에서 수직으로 사출된 천궁 유도탄이 표적 방향으로 자세를 잡은 뒤  공중 점화, 비행하고 있다. ADD제공

 
▲360도 전 방향으로 신속 공격

수직사출발사 방식을 채택한 천궁 발사대 구조는 간편하고 경량화돼 있다. 유도탄이 발사대 내에서 점화되지 않고 상공으로 사출된 후 공중에서 점화되므로 발사대의 화염 처리가 불필요하기 때문이다. 또 수직발사 방식은 경사형 발사 방식과는 달리 표적 방향으로 발사대를 회전할 필요가 없다. 나아가 유도탄에 마이크로 측추력 모터를 적용, 유도탄이 수직 사출 후 공중에서 초기 방향 전환을 신속히 할 수 있어 어느 방향으로 적기가 침투해 오더라도 완벽히 대처할 수 있다.

천궁 유도탄의 탐색기는 유도탄이 표적에 근접해 동작하는 특성이 있다. 이 때문에 상대 표적인 적기는 천궁 유도탄을 조기에 인식하지 못한다. 

또 유도탄은 고속·고기동의 능력을 갖고 있어 회피 기동하는 표적도 요격할 수 있다. 유도탄은 신속히 최고속도를 낼 수 있는데, 중기유도단계까지는 공기의 저항을 최소화할 수 있는(에너지 절감) 비행 궤적을 채택, 비행하므로 최대 사거리에 이르러서도 급기동에 필요한 종말 속도를 낼 수 있는 것이다. 

▲1/2000초의 표적지향 탄두

천궁 유도탄의 또 하나의 특징은 표적지향성 탄두를 채택하고 있다는 점이다. 이 탄두는 폭발시 파편과 에너지가 원주방향으로 균일하게 분산되는 일반 탄두와는 달리 탄두 바깥쪽에 형상변형 화약을 부착, 1차 폭발시켜 탄두를 변형시킨 후 2차로 내부의 주탄두가 폭발할 때 이 변형된 방향, 즉 표적 방향으로 폭발력이 집중되는 점이 특징이다. 이 때문에 일반 탄두보다 2배 이상의 폭발력이 집중된다.

신관의 표적위치 탐지로부터 탄두의 변형 및 주탄두 폭발 등으로 이어지는 복잡한 작동 과정이 2000분의 1초 이내의 극히 짧은 순간에 이뤄진다. 표적지향성 탄두는 소형화하면서도 원하는 폭발력을 얻을 수 있기 때문에 유도탄 경량화에도 장점이 있다. 

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